Tutkimus osoitti ensi kerran mekanismin, jolla isäntäsolun omat kalpaiini-entsyymit edistävät enterovirusinfektiota

Pitkään on arveltu, että jotkut solun omat proteaasit (valkuaisaineita pilkkovat entsyymit) osallistuisivat virusinfektion edistämiseen enterovirusten infektoimissa soluissa. Tähän mennessä on ollut epäselvää, mitä nämä proteaasit ovat.  Jyväskylän yliopistossa tehdyssä tutkimuksessa osoitettiin ensi kertaa, että viruksen sisältämien proteaasien lisäksi isäntäsolun omat kalpaiini-entsyymit pystyvät pilkkomaan viruksen polyproteiinia ja siten tuottamaan viruspartikkelien kasauksessa tarvittavia kapsidiproteiineja. Tuloksia voidaan hyödyntää antiviraalihoitojen kehittämisessä. Tutkimus julkaistiin Viruses-tiedejulkaisussa marraskuussa 2019.
Jyväskylän yliopistossa tehty tutkimus osoitti, että kalpaiinit pystyvät prosessoimaan viruksen pitkää polyproteiinia. Kuva Varpu Marjomäki/Jyväskylän yliopisto
Julkaistu
3.12.2019

Enterovirukset ovat yleisiä ihmisiä infektoivia viruksia, jotka voivat aiheuttaa lievien oireiden ohella myös vakavampia tulehduksia.

Kalpaiiniproteaasit ovat yleisiä solulimassa olevia proteaaseja, joilla on paljon tehtäviä solun valkuaisaineiden prosessoinnissa. Jo aiemmissa tutkimuksissa dosentti Varpu Marjomäen tutkimusryhmä Jyväskylän yliopistossa on osoittanut, että estämällä solun kalpaiinientsyymien toimintaa enterovirusinfektio voidaan estää hyvin tehokkaasti.

Tuore tutkimus toi uutta tietoa kalpaiinientsyymien toiminnasta ja paljasti, millä mekanismilla nämä proteaasit voisivat edistää virusinfektiota. Tutkimus osoitti että kalpaiinit pystyvät prosessoimaan viruksen pitkää polyproteiinia josta täytyy pilkkoa edelleen viruksen kuoren valkuaisaineet uusia viruspartikkeleita varten.

Pilkkomismekanismi ositettiin tutkimuksessa In vitro -menetelmällä koeputkessa.

”Nyt tehty tutkimus viittaa siihen, että enterovirukset ovat pitkän evoluution aikana oppineet hyödyntämään solun resursseja paremmin ja varmistamaan, että infektion tuloksena isäntäsolu tuottaa ison määrän uusia muita soluja infektoivia viruksia”, sanoo Marjomäki.

Kalpaiinientsyymien toiminnan estämisen (inhiboinnin) osoitettiin estävän myös viruksen omien proteaasien toimintaa. Kalpaiiniproteaasien inhibointi tarjoaa siis houkuttelevan mahdollisuuden kehittää tehokkaita antiviraalihoitoja perustuen näihin proteaaseihin.

”Tällä hetkellä ei ole vielä kliinisessä käytössä hyväksyttyä antiviraaleja hankalien enterovirusinfektioiden hoitoon", Marjomäki kertoo.

Tutkimuksen tulokset ovat käänteentekeviä, arvioi evoluutiovirologi, tohtori Marco Vignuzzi Pasteur-Instituutista, Pariisista. Vignuzzin mukaan pikornavirustutkimuksessa nämä tulokset ovat vuoden mielenkiintoisimpia havaintoja ja innostavat varmasti laajasti lisätutkimuksiin myös muiden virusryhmien tutkijoita.

Tuore tutkimus on tehty yhteistyössä Tampereen yliopiston tutkijoiden Minna Hankaniemen, Juha Määtän, Vesa Hytösen ja Olli Laitisen kanssa. Työtä on tukenut Jyväskylässä Jane ja Aatos Erkon säätiö. Tutkimusaiheesta valmistui hiljattain myös  Mira Laajalan väitöstutkimus Jyväskylän yliopistossa.

Linkki tutkimusartikkeliin Viruses-julkaisuun: https://www.mdpi.com/1999-4915/11/12/1106

Lisätietoja:
Dosentti Varpu Marjomäki  varpu.s.marjomaki@jyu.fi,  puh. 040 563 4422
Tiedottaja Tanja Heikkinen, tanja.s.heikkinen@hotmail.com, puh. 050 581 8351
Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta
https://www.jyu.fi/science/fi
Facebook: jyuscience Twitter: jyscience Instagram: jyscience